Si dans la plupart des cas la glace apparaît transparente et sans véritable couleur, elle peut revêtir, dans certaines conditions physiques, une teinte bleue. Dans ce cas, elle prend alors naturellement l’appellation de « glace bleue ». Et contrairement à la couleur du ciel, ce phénomène n’est pas dû au processus de diffusion Rayleigh.
C’est un phénomène bien connu des physiciens, également visible concernant les étendues d’eau. Les petites quantités d’eau apparaissent transparentes, sans couleur véritablement définie. Au contraire, les grandes quantités d’eau apparaissent généralement bleues car elles absorbent les autres couleurs plus efficacement qu’elles n’absorbent le bleu. Ainsi, les longueurs d’onde correspondant au bleu sont majoritairement renvoyées, donnant cette teinte bleutée.
Dès lors, puisque les petites quantités d’eau apparaissent transparentes, cela confère une teinte plus ou moins blanche aux petits volumes de glace. Mais lorsque l’air est expulsée de la glace, la taille et la densité des cristaux de glace augmentent et elle adopte alors une couleur bleue. C’est par exemple le cas lorsque la neige tombe sur un glacier, qu’elle est compressée et s’intègre à celui-ci.
Une couleur bleue liée à l’interaction entre lumière et molécules d’eau
Ce phénomène provient des liens oxygène-hydrogène des molécules d’eau, qui absorbent majoritairement les longueurs d’onde situées à l’extrémité rouge du spectre électromagnétique. Lorsqu’un photon frappe une molécule, celle-ci vibre selon un mode correspondant à la longueur d’onde du photon ; le spectre de vibration de la molécule dépend alors de la transition entre ses différents états. Le mode de vibration des molécules d’eau correspond à une absorption majoritaire des couleurs rouge, orange, jaune et vert.
C’est pourquoi les grandes étendues d’eau comme les lacs, les mers et les océans apparaissent bleues. La lumière du Soleil pénètre la surface, interagit avec les molécules d’eau qui absorbent la plupart des grandes longueurs d’onde du spectre et renvoient les plus courtes appartenant, au bleu et au violet.
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Le même mécanisme a lieu à l’intérieur de la glace. Lorsque celle-ci est compressée et que l’air expulsé, la densité de la glace augmente, ainsi que le nombre de liens moléculaires oxygène-hydrogène. La glace apparaît alors bleue car elle renvoie majoritairement les longueurs d’onde correspondant à cette couleur. À grande échelle, c’est ce phénomène qui laisse apparaître de grands glaciers entièrement bleus dans des régions comme l’Antarctique.